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Green ICT Award

Abschlussarbeit mit Award ausgezeichnet

Alexander Busch hat den Green ICT Award im Fach Elektro- und Informationstechnik verliehen bekommen. Mit seiner Bachelor-Arbeit „Power Consumption Models for Sustainability in Wireless Communication Systems“ belegte er den mit 1000 Euro dotierten zweiten Platz. In der Arbeit setzte er sich mit dem Energieverbrauch von drahtlosen Kommunikationssystemen auseinander. Bei seiner Themenwahl war ihm wichtig, „an die zukünftigen Generationen zu denken“. Mit dem Award werden herausragende studentische Abschlussarbeiten rund um ressourcenschonende Informations- und Kommunikationstechnologie belohnt. Initiiert wurde der Preis von der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) – einer Kooperation des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik mit zwei Leibniz-Instituten.

Wie viel Strom verbrauchen Mobilfunknetze? In seiner Bachelor-Arbeit im Fach Elektro- und Informationstechnik hat sich Alexander Busch mit genau dieser Frage beschäftigt.

Wir alle nutzen unser Smartphone – zu Hause, bei der Arbeit und unterwegs. Doch den wenigsten ist klar, wieviel Energie dabei eigentlich verbraucht wird: Die Kommunikationstechnologie ist nämlich für etwa zwei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Das klingt nach nicht viel, ist aber in etwa so viel wie der Flugsektor. Telekommunikationsanbieter sind daher bemüht, energiesparendere Netze und Produkte auf den Markt zu bringen. So ist beispielsweise seit einigen Jahren die 5G-Technologie im Aufbau. Für Verbraucher*innen bedeutet die Technologie ein deutlich schnelleres mobiles Netz und mehr vernetzte Geräte im Alltag. Die Industrie kann damit Daten ohne Verzögerung übermitteln. Dies spielt beispielsweise in der Produktion eine große Rolle, denn es sind 5G-Netze möglich, in denen sich ganze Produktionsabläufe steuern lassen, Datenauswertung inklusive. Doch ist das neue Netz auch energiesparender als der vorherige Standard 4G, so wie einige Telekommunikationsanbieter propagieren?

„5G ist energieeffizienter, es können theoretisch mehr Daten pro eingesetzter Energiemenge übertragen werden“, stimmt Alexander Busch zu. Er hat vor kurzem sein Bachelor-Studium im Fach Informations- und Elektrotechnik abgeschlossen. In seiner Abschlussarbeit hat er sich mit dem Energieverbrauch von 5G-Netzen auseinandergesetzt. „Allerdings steigt die Menge der übertragenen Daten und die Zahl der Geräte sowie Nutzer seit einiger Zeit schneller an als die Entwicklung der Energieeffizienz – dies führt insgesamt zu einem höheren Energieverbrauch“, gibt er zu bedenken. Doch wie viel Strom wird durch die Nutzung von Mobilfunknetzen denn nun wirklich verbraucht? Wie verhält sich der Stromverbrauch einer Basisstation, wenn beispielsweise viele Nutzer gleichzeitig auf diese zugreifen? Dies zu ermitteln, ist laut Busch gar nicht so einfach. 

Mich hat interessiert, welche Kennwerte es überhaupt gibt, um die Energieeffizienz in Mobilfunknetzen zu beschreiben.

Alexander Busch, Bachelor-Absolvent im Fach Informations- und Elektrotechnik

„Die genauen Daten zur Leistungsaufnahme von Basisstationen oder darin verbauten Komponenten sind öffentlich nur sehr eingeschränkt einsehbar – die Netzbetreiber und Hardware-Hersteller halten diese Daten unter Verschluss“, sagt er. Man könne sich dem Thema allerdings mit theoretischen Modellen nähern – einige davon gibt es bereits. In seiner Abschlussarbeit mit dem Titel „Power Consumption Models for Sustainability in Wireless Communication Systems“ hat sich der 24-jährige aus Oldenburg mit dem Thema auseinandergesetzt. „In einem ersten Schritt habe ich mich mit der Literatur beschäftigt“, erklärt Busch. „Ich wollte wissen, welche Modelle es bereits gibt, um die Leistungsaufnahme in einem 5G-Netz zu beschreiben.“

Mithilfe dieser Modelle lässt sich beispielsweise der Energieverbrauch von Basisstationen, Funkzugangsnetz oder User Equipment beschreiben. „Mich hat außerdem interessiert, welche Kennwerte es überhaupt gibt, um die Energieeffizienz in Mobilfunknetzen zu beschreiben“, erklärt er. Busch verglich die Modelle, arbeitete Gemeinsamkeiten und Unterschiede heraus. „Toll wäre natürlich auch, Daten von den Herstellern zu bekommen, um besser beurteilen zu können, welche Modelle den Stromverbrauch präzise beschreiben und welche nicht“, sagt Busch.

Ein nächster Schritt wäre nun, die Modelle weiter zu betrachten, um herauszufinden, wie sie weiterentwickelt werden können. Schließlich können die Modelle helfen, bereits bei der Planung von Mobilfunknetzen den Energieverbrauch, sowie die damit verbundenen CO2-Emissionen, abschätzen zu können. Mithilfe einer transparenten Methodik und ohne aufwendige Messungen an bestehender Infrastruktur durchzuführen.

Prof. Dr. Kolja Eger ist Professor für Informationstechnik für verteilte Energiesysteme. Er hat die Abschlussarbeit betreut und sagt: „Ich freue mich sehr und beglückwünsche Herrn Busch zum Green ICT Award. Seine Abschlussarbeit ist in Kooperation mit Siemens entstanden und stellt ein gutes Beispiel dar, dass eine nachhaltige Entwicklung auch in der Digitalisierung mitgedacht werden muss. Ich wünsche Herrn Busch alles Gute und viel Erfolg im Master-Studiengang.“

Text: Tiziana Hiller

Green ICT Award

Wer kann sich auf den Green ICT Award bewerben?
Bewerben können sich Studierende und Young Professionals, die ihre Abschlussarbeiten im Bereich Green ICT geschrieben haben​. Akzeptiert werden Bachelor- und Masterarbeiten von deutschen Universitäten und Hochschulen. Die Arbeiten können auf Deutsch oder Englisch eingereicht werden, und dürfen nicht älter als zwei Jahre sein.

Welche Studiengänge stehen im Fokus?
Mikrosystemtechnik, Mikro- und Nanotechnologie, Elektrotechnik, Embedded Systems (Design), Physik​; Technische Informatik, Informationstechnik; Umweltökonomie, Energie- und Umwelttechnik, Umwelt- und Ressourcenmanagement sowie verwandte Studiengänge.

Wie kann man sich bewerben?
Sobald der neue Bewerbungszeitraum im Jahr 2024 startet, kann man sich online mit einem Long Abstract bewerben (800-1000 Wörter, max. 3 Seiten, Abbildungen/Tabellen erlaubt). 

Wie läuft der Auswahlprozess ab?
Ein Jury-Team unter Vorsitz von Frau Prof. Amelie Hagelauer (Institutsleiterin Fraunhofer EMFT, Professur für Mikro- und Nanosystemtechnik an der TU München) bewertet die eingereichten Long Abstracts. Drei Nominierte senden ihre vollständigen Abschlussarbeiten ein.

Mehr Informationen zum Award und zum Bewerbungsprozess

Kontakt

Prof. Dr. Kolja Eger
Department Informations- und Elektrotechnik
Berliner Tor 7
20099 Hamburg

kolja.eger (at) haw-hamburg (dot) de

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